JP4142327B2 - 双眼光学装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察者の両眼によって夫々覗かれる左右一対の望遠光学系を観察者の頭部に固定するための双眼光学装置に、関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の双眼光学装置は、例えば、脳神経外科手術のように微細な組織を処置する際に、使用される。即ち、脳のように微細な組織からなる器官は、その構造組織を肉眼で識別することが困難であるために、このような器官を処置するには、双眼のルーペを介して、処置対象部位を立体的に拡大観察させる必要がある。そして、このような双眼のルーペを術者（観察者）の両目に対して固定して術者（観察者）の両手を自由にするために、眼鏡に左右一対のルーペを組み込んだ構造を有する双眼光学装置が、一般的に用いられてきたのである。
【０００３】
図２９は、従来の双眼光学装置１００を装着した椅子に腰掛けた状態で、手術台上の患者に対して処置を行っている術者（観察者）Ｓを、描いている。この図２９に示されているように、双眼光学装置１００は、テンプル１０１と左右一対の眼鏡レンズとからなる一般的構成の眼鏡をベースとし、その各眼鏡レンズにおける中央よりもやや下方へ偏った位置に、夫々ルーペ１０２を固定したものである。
【０００４】
図３０は、この双眼光学装置１００の各眼鏡レンズ１０３に対するルーペ１０２の取り付け構造を示す拡大横断面図である。この図３０に示されるように、眼鏡レンズ１０３には貫通孔１０３ａが穿たれており、その貫通孔１０３ａの外側縁に、ルーペ１０２が固定されている。このルーペ１０２は、テーパー状の鏡筒内に、正レンズである対物レンズと負レンズである接眼レンズとからなるガリレオ式望遠光学系を固定したものである。そして、ルーペ１０２は、その光学系の光軸が眼鏡レンズ１０３の光軸に対して下方へ傾くように、この眼鏡レンズ１０３に固定されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の双眼光学装置１００におけるルーペ１０２の光軸は、術者（観察者）Ｓの前方（即ち、眼鏡レンズ１０３の光軸方向）よりも下方へ傾いているので、術者（観察者）Ｓは、眼球を下方へ回転させなければならなかった。従って、術者（観察者）Ｓの眼を疲労させる原因となっている。
【０００６】
また、そのために、あまりルーペ１０２の光軸を下方に傾けすぎると術者（観察者）Ｓの眼の疲労が課題となる為、その傾斜角には自ずから限界があるので、その傾斜角よりも下方に観察対象物がある場合には、術者（観察者）Ｓは、首を前方へ傾けなければならなかった。このような姿勢は、短時間であれば問題はないが、手術をする場合のように、長時間に亘ってその姿勢をとり続けなければならない場合には、術者（観察者）Ｓの頸椎部に対して大きな負担を掛け、疲労及び頸椎損傷の原因となってしまう。
【０００７】
なお、このような問題は、建築現場や坑内や天井画作成現場のように、観察対象物が頭上にある場合にも生じ得る。即ち、このような作業現場では、作業者（観察者）は、首を後方へ傾けたり、眼球を上方へ回転させなければならないので、やはり、作業者（観察者）の頸椎部に大きな負担が掛り、疲労及び頸椎損傷が生じ易かった。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、観察者の首をあまり傾けることなく、また、眼球をあまり回転させることなく、観察者の視線方向に対して左右一対の光学系を経た視線を偏向させることができる双眼光学装置を、提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するためなされた本発明による双眼光学装置は、観察者の左右の眼によって夫々覗かれる一対の光学系が観察者の体に固定可能なフレームに取り付けられてなる双眼光学装置であって、前記各光学系は、対物光学系と、接眼光学系と、この接眼光学系の光軸を、折り曲げることによって、前記フレームが固定された観察者の視線方向に対して偏向させる光軸偏向光学系とからなることを、特徴とする。
【００１０】
このように構成されると、光軸偏向光学系によって、接眼レンズの光軸は観察者の視線方向に対して偏向される。従って、左右一対の光学系を経た術者の視線は、観察者の眼球が向いている方向から偏向されるので、観察者が首を曲げたり傾けたりしなくても、また、眼球をあまり回転させなくても、観察者の前方から外れた位置に存在している対象物を、自然な姿勢で観察することができる。従って、観察者は、頸椎部を痛めることも、眼球が疲れることもなく、長時間にわたって作業を遂行することができる。
【００１１】
本発明において、各光軸偏向光学系が接眼レンズの光軸を観察者の視線方向に対して偏向させる方向は、観察者から見てどの方向であっても良いが、観察者から見て上下方向である場合に、本発明の効果が最も発揮される。例えば、手術において本発明による双眼光学装置を使用する場合には、接眼レンズの光軸を観察者の視線方向よりも下方へ偏向させることが望ましく、観察対象物が観察者の頭上にあるケースにおいて本発明による双眼光学装置を使用する場合には、接眼レンズの光軸を観察者の視線方向よりも上方へ偏向させることが望ましい。
【００１２】
また、本発明において、左右の光学系のフレームに対する装着位置に制限はないので、このフレームが装着されている観察者の目に対して、正面に配置されていても良いし、前記光軸偏向光学系によって前記接眼光学系の光軸が偏向される向きにずれた位置に配置されていても良いし、これとは逆の向きにずれた位置に配置されていても良い。前記フレームが固定された観察者の目に対して、前記光軸偏向光学系によって前記接眼光学系の光軸が偏向される向きとは逆の向きにずれた位置に配置されれば、観察者の目と観察対象物との間に左右一対の光学系が介在しなくなるので、観察者は、首を動かすことなく、眼球を回転させるだけで、左右一対の光学系を通さない通常の観察を行うことができる。この事は、左右一対の光学系を通した観察と通さない観察とで観察倍率が異なる場合に、特に効果が大きい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
【実施形態１】
図１は、本発明の第１の実施形態による双眼光学装置（手術用眼鏡）の正面図であり、図２は、その平面図であり、図３は、フレームを省略して示す側面図である。
【００１５】
これら各図に示されるように、第１実施形態による双眼光学装置は、通常の構成を有する眼鏡２と、この眼鏡２における左右の眼鏡レンズ１４，１４の外面（物体側面）に夫々固着された左右のルーペユニット３，３とから、構成されている。この眼鏡２は、左右のテンプル１１，１１，ブリッジ１２，及び左右の鼻当て１３，１３に分割されたフレームＦと、各テンプル１１とブリッジ１２との間に固定された左右の眼鏡レンズ１４，１４とから、構成されている。なお、左右の鼻当て１３，１３は、左右の眼鏡レンズ１４，１４に、夫々、取り付けられている。但し、本発明において、眼鏡２のフレーム形状は、観察者（術者）の頭部に固定され得る形状であれば、一体型のものであっても構わない。また、眼鏡レンズ１４，１４は、本実施形態においては近視用の負レンズであるが、これは術者の視力に依存するので、遠視用の正レンズである場合もあるし、正常視用の曲面ガラスである場合もある。各眼鏡レンズ１４，１４には、その中心（正レンズ及び負レンズである場合には光軸）よりも若干下方で且つ術者の眼幅よりも若干内側へ寄った位置に、円形の貫通孔１４ａが開けられている。さらに、各眼鏡レンズ１４における貫通孔１４ａの周囲には、ルーペユニット３を固定するボルト５を貫通させるための固定孔１４ｂが、４箇所に開けられている。
【００１６】
次に、ルーペユニット３の構成を説明する。なお、左右のルーペユニット３，３は、互いに同一の構成を有しているので、以下の説明は左右のルーペユニット３，３に共通している。図４は、ルーペユニット３単独の正面図（図１と同じ方向から見た拡大図）であり、図５は、その平面図（図２と同じ方向から見た拡大図）であり、図６は、その側面図（図３と同じ方向から見た拡大図）であり、図７は、図４のVII−VII線に沿った断面図である。これら各図に示されたように、ルーペユニット３は、複数の光学部材（接眼レンズ２１，プリズム２２及び対物レンズ２３）からなる望遠ルーペ光学系と、この望遠ルーペ光学系を構成するプリズム２２を保持して眼鏡レンズ１４に固定するためのベースプレート２４と、望遠ルーペ光学系を構成する接眼レンズ２１を保持してベースプレート２４に固定するするための鏡筒２５とから、構成されている。
【００１７】
図８は、この望遠ルーペ光学系の構成を図６と同じ方向から見た状態として示す光学構成図であり、図９は、プリズム２２内で折り曲げられた光軸を直線状に展開して示す展開図である。図８に示されるように、接眼レンズ（負のパワーを有する接眼光学系）２１は、凹面をプリズム２２側へ向けた平凹レンズである。
【００１８】
光軸偏向光学系としてのプリズム２２は、底面を図８の紙面と平行に向けた略四角柱形状を有しており、その４つの側面のうちの３つが、接眼レンズ２１の光軸がその上端近傍を垂直に貫く縦長な矩形平面である反射透過面２２ａと、この反射透過面２２ａに対して４５度の角度をなしてその下端に接する透過面２２ｂと、この透過面２２ｂに対して１１２．５度の角度をなしてその他端に接する反射面２２ｃとして、形成されている。反射面２２ｃには、夫々、反射コーティングが施されている。従って、接眼レンズ２１の光軸を物体側へ延長すると、反射透過面２２ａを垂直に貫いた後に、プリズム２２の内部において、反射面２２ｃによって下方後方へ４５度の角度で折り曲げられ、反射透過面２２ａによって下方前方へ９０度の角度で折り曲げられてから、透過面２２ｂを垂直に貫いてプリズム２２の外へ出る。このように、プリズム２２は、光線を光軸に対して反転させることなく、光軸を略Ｚ字状に折り畳んでいる。その結果、反射透過面２２ａを通過する際における接眼レンズ２１の光軸の方向に対して、透過面２２ｂを通過する際における光軸の方向は、下方へ４５度傾斜する。なお、この傾斜の角度は、反射透過面２２ａに対する反射面２２ｃ及び透過面２２ｂの角度が適宜変更されることによって、４５度以外の角度へ変更され得る。
【００１９】
プリズム２２の透過面２２ｂの外表面には、上述したようにして透過面２２ｂを垂直に貫いた接眼レンズ２１の光軸と同軸となるように、対物レンズ２３が貼り付けられている。この対物レンズ（正のパワーを有する対物光学系）２３は、平凸レンズであり、その接眼側焦点は接眼レンズ２１の物体側焦点と略一致するので（但し、観察を行う術者の視力，観察対象物までの距離及び好みに応じて両焦点の相対位置を前後して、各光学系の調節値(Dptr)を変更する場合もある）、接眼レンズ２１とともに、ガリレオ式望遠光学系を構成する。
【００２０】
図４乃至図７の説明に戻り、プリズム２２を保持するベースプレート２４は、このプリズム２２の幅と略同じ内幅の凹部２４ａがその表面に形成されることによって、その横断面がコの字状となっている硬質部材（金属又は工業プラスチック）である。このベースプレート２４における凹部２４ａをその両側から囲む両フランジ２４ｂ，２４ｂには、夫々、ベースプレート２４の表面（図６における左側の面）と裏面（図６における右側の面）との間を貫通する一対の固定孔２４ｃ，２４ｃが、上下各端の近傍に形成されている。これら計４つの固定孔２４ｃの配置は、眼鏡レンズ１４における４つの固定孔１４ｂの配置と一致している。更に、各固定孔２４ｃとフランジ２４ｂの上下各端との間には、夫々、凹部２４ａの内側面とフランジ２４ｂの外側面との間を貫通する雌ねじ孔２４ｄが、形成されている。計４つの雌ねじ孔２４ｄには、夫々、イモネジ２９がねじ込まれている。プリズム２２は、その反射透過面２２ａが凹部２４ａの底面より少し離れた状態でこの凹部２４ａ内に収容され、上記各雌ねじ孔２４ｄに夫々ねじ込まれた計４つのイモネジ２９の先端によって挟み込まれることによって、固定されている。なお、図４の状態からプリズム２２及び対物レンズ２３を取り除いた状態を示す図１０に見られるように、ベースプレート２４の凹部２４ａの底には、プリズム２２を固定した場合にその透過反射面２２ａに対して接眼レンズ２１が配置される位置に、円形の鏡筒固定ネジ孔２４ｅが開けられている。
【００２１】
上述した鏡筒２５は、外周面に雄ねじが切られている円筒形状を有しており、ベースプレ−ト２４の鏡筒固定ネジ孔２４ｅにねじ込まれて固定されているとともに、その内部に、接眼レンズ２１を保持している。この鏡筒２５のベースプレート２４に対するねじ込み量を適宜調整することにより、術者の視力に応じた接眼レンズ２１の位置調整をすることができる。なお、鏡筒２５の外径は、眼鏡レンズ１４の貫通孔１４ａの内径よりも、若干小さい。従って、後述するようにベースプレート２４が眼鏡レンズ１４に固定されると、鏡筒２５の先端は貫通孔１４ａ内に入り込む。
【００２２】
次に、図１乃至図３に戻り、上述した構成を有するルーペユニット３の眼鏡レンズ１４への取り付け方法について説明する。上述したように、眼鏡レンズ１４には、ルーペユニット３の鏡筒２５の端部が貫通孔１４ａ内に進入した状態でベースプレート２４の４つの固定孔２４ｃに対して夫々重なる４箇所に、固定孔１４ｂが、夫々形成されている。その状態において、互いに重なっているベースプレート２４の固定孔２４ｃと眼鏡レンズ１４の貫通孔１４ａとを、ベースプレート側から、ボルト２６が貫通している。そして、眼鏡レンズの内面（図３の右側面）において、各ボルト２６にナット２７が螺合されることにより、ベースプレート２４が眼鏡レンズ１４に固定されているのである。なお、後述する接眼レンズ２１の光軸の方向調整のために、各ボルト２６におけるベースプレート２４と眼鏡レンズ１４との間には、適宜、間隔調整用のワッシャー状のスペーサ２８が、嵌められている（図２及び図３の例では、上側二つのボルト２６，２６にスペーサ２８，２８が嵌められている）。
【００２３】
上述した眼鏡レンズ１４の貫通孔１４ａ及び各固定孔１４ｂの位置，並びに、スペーサ２８の要否及び厚さは、術者の視線方向との関連において、以下のように決定される。図１１，図１２及び図１３は、夫々、図１，図２及び図３からプリズム２２，ベースプレート２４，鏡筒２５，ボルト２６，ナット２７及びスペーサ２８を省略して、術者の眼球Ｉを加えた図である。
【００２４】
図１３に示されるように、この双眼光学装置は、術者が視線を水平に向けた場合には、眼鏡レンズ１４のみを介して（通常の眼鏡として）物体を観察できるようになっているとともに、術者が視線を水平方向から若干下げた場合には、望遠ルーペ光学系（接眼レンズ２１，プリズム２２，対物レンズ２３）を介して、近距離にある物体を拡大観察できるように、構成されている。従って、眼鏡レンズ１４の貫通孔１４ａの位置は、上下方向（図１３における上下方向）においては、眼鏡レンズ１４の中心よりも若干下がった位置となっており、左右方向（図１２における左右方向）においては、術者の各眼球Ｉの中心と観察対象物体の位置（例えば、術者の顔面から４０ｃｍ前方の位置）とを結ぶ線上となっている。これにより、術者の眼幅Ｗと物体距離に対応する輻輳角θが実現されるので、自然な観察を可能にすることができる。
【００２５】
この輻輳角θは、両プリズム２２，２２によって各接眼レンズ２１，２１の光軸が折り曲げられて対物レンズ２３，２３と同軸となった後においても維持されていなければならない。従って、各プリズム２２，２２は、両対物レンズ２３，２３の光軸同士が上記輻輳角θをなすように、その反射透過面２２ａを含む面内で傾けられている。上記眼鏡レンズ１４の４つの固定孔１４ｂの位置は、プリズム２２が上記の如く傾いた状態で固定されるように、設定されている。ただし、双眼視による左右の像の回転を合わせるために、輻輳角θを変化させる場合もある。
【００２６】
スペーサ２８は、上記したように位置決めされた眼鏡レンズ１４の貫通孔１４ａ内に鏡筒２５の先端が入り込んだ状態において、接眼レンズ２１の光軸が術者の眼球Ｉの中心を向くように、適宜、その厚さが選択されて各ボルト２６に嵌められている。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態の双眼光学装置によれば、望遠ルーペ光学系を構成する接眼レンズ２１と対物レンズ２３との間において、プリズム２２が光軸を複数回折り曲げることによって、対物レンズ２３と同軸となる光軸を観察者から見て下方へ偏向させている。そのため、術者は、自分の首を前方に傾けることによって自分の顔を処置対象部位に対向させなくても、視線を、その処置対象部位に向けることができる。しかも、その際に、眼球Ｉの向きは、水平方向から若干下げるだけで済む。従って、自らの頸椎部を痛めることなく、また、眼球Ｉを不自然な方向へ向けることによって疲労することなく、術者は、長時間にわたって、手術台上に横たわった患者に対する処理を行うことができる。
【００２８】
【実施形態２】
図１４は、本発明の第２の実施形態による双眼光学装置（手術用眼鏡）の正面図であり、図１５は、その平面図であり、図１６は、フレームを省略して示す側面図である。
【００２９】
これら各図に示されるように、第２実施形態による双眼光学装置は、通常の構成を有する眼鏡５と、この眼鏡５における左右の眼鏡レンズ４４，４４の外面（物体側面）に夫々固着された左右のルーペユニット６，６とから、構成されている。この眼鏡５は、左右のテンプル４１，４１，ブリッジ４２，及び左右の鼻当て４３，４３に分割されたフレームＦと、各テンプル４１とブリッジ４２との間に固定された左右の眼鏡レンズ４４，４４とから、構成されている。なお、左右の鼻当て４３，４３は、左右の眼鏡レンズ４４，４４に、夫々、取り付けられている。なお、本発明において、眼鏡５のフレーム形状は、観察者（術者）の頭部に固定され得る形状であれば、一体型のものであっても構わない。また、眼鏡レンズ４４は、本実施形態においては近視用の負レンズであるが、これは術者の視力に依存するので、遠視用の正レンズである場合もあるし、正常視用の曲面ガラスである場合もある。各眼鏡レンズ４４には、その中心（正レンズ及び負レンズである場合には光軸）よりも若干上方で且つ術者の眼幅よりも若干内側へ寄った位置に、円形の貫通孔４４ａが開けられている。
【００３０】
次に、ルーペユニット６の構成を説明する。なお、左右のルーペユニット６，６は、互いに同一の構成を有しているので、以下の説明は左右のルーペユニット６，６に共通している。図１７は、ルーペユニット６単独の正面図（図１４と同じ方向から見た拡大図）であり、図１８は、その平面図（図１５と同じ方向から見た状態と一部断面を示す拡大図）であり、図１９は、その側面図（図１６と同じ方向から見た拡大図）である。これら各図に示されたように、ルーペユニット６は、複数の光学部材（接眼レンズ５１，プリズム５２及び対物レンズ５３）からなる望遠ルーペ光学系と、この望遠ルーペ光学系を構成するプリズム５２を保持するためのベースプレート５４と、望遠ルーペ光学系を構成する接眼レンズ５１を保持してベースプレート５４に固定するための鏡筒５５と、この鏡筒５５の先端に螺合してベースプレート５４との間で眼鏡レンズ４４を挟み込むことによって鏡筒５５の眼鏡レンズ４４からの抜けを防止するリングネジ５６と、対物レンズ５３のコバを約半周（前方に位置する半周）に亘って覆うフード５７とから、構成されている。
【００３１】
図２０は、この望遠ルーペ光学系の構成を図１９と同じ方向から見た状態として示す光学構成図である。この図２０に示されるように、接眼レンズ（負のパワーを有する接眼光学系）５１は、凹面をプリズム５２側へ向けた平凹レンズである。
【００３２】
光軸偏向光学系としてのプリズム５２は、底面を図２０の紙面と平行に向けた略四角柱形状を有しており、その４つの側面のうちの３つが、接眼レンズ５１の光軸がその下端近傍を垂直に貫く縦長な矩形平面である透過面５２ａと、この透過面５２ａに対して４５度の角度をなしてその下端に接する反射透過面５２ｂと、透過面５２ａに対して１１２．５度の角度をなしてその他端に接する反射面５２ｃとして、形成されている。従って、接眼レンズ５１の光軸を物体側へ延長すると、透過面５２ａを垂直に貫いた後に、プリズム５２の内部において、反射透過面５２ｂによって上方へ直角に折り曲げられ、反射面５２ｃによって下方前方へ４５度の角度で折り曲げられてから、反射透過面５２ｂを垂直に貫いてプリズム５２の外へ出る。このように、プリズム５２は、光束を光軸に対して反転させることなく（即ち、像を反転させることなく）、光軸を略Ｚ字状に折り畳んでいる。その結果、透過面５２ａを通過する際における接眼レンズ５１の光軸の方向に対して、反射透過面５２ｂを通過する際における光軸の方向は、下方へ４５度傾斜する。なお、この傾斜の角度は、透過面５２ａに対する反射透過面５２ｂ及び反射面５２ｃの角度が適宜変更されることによって、４５度以外の角度へ変更され得る。また、反射面５２ｃには、反射コーティングが施されている。
【００３３】
プリズム５２の反射透過面５２ｂの外側には、上述したようにして反射透過面５２ｂを垂直に貫いた接眼レンズ５１の光軸と同軸となるように、且つ、反射透過面５２ｂとの間に空気層を挟んで、対物レンズ５３が配置されている。この対物レンズ（正のパワーを有する対物光学系）５３は、その平面を反射透過面５２ｂに対して平行に対向させた平凸レンズであり、その接眼側焦点は接眼レンズ５１の物体側焦点と略一致するので（但し、観察を行う術者の視力，観察対象物までの距離及び好みに応じて両焦点の相対位置を前後して、各光学系の調節値(Dptr)を変更する場合もある）、接眼レンズ５１とともに、ガリレオ式望遠光学系を構成する。なお、この対物レンズ５３は、反射透過面５２ｂにふれないように配置された図示せぬ部材で、プリズム５２に固定されている。このようにして対物レンズ５３と反射透過面５２ｂとの間に空気層を形成したのは、対物レンズ５３を通り、反射面５２ｃにより反射された光を反射透過面５２ｂにて全反射させることによって、接眼レンズ５１に導くためである。
【００３４】
図１７乃至図１９の説明に戻り、プリズム５２を保持するベースプレート５４は、このプリズム５２の幅と略同じ内幅の凹部５４ａがその表面に形成されることによって、その横断面がコの字状となっている硬質部材（金属又は工業プラスチック）である。このベースプレート５４における凹部５４ａをその両側から囲む両フランジ５４ｂ，５４ｂには、夫々、凹部５４ａの内側面とフランジ５４ｂの外側面との間を貫通する雌ねじ孔５４ｄが、二カ所づつ形成されている。計４つの雌ねじ孔５４ｄには、夫々、イモネジ５６がねじ込まれている。プリズム５２は、その透過面５２ａが凹部５４ａの底面に当接した状態でこの凹部５４ａ内に収容され、上記各雌ねじ孔５４ｄに夫々ねじ込まれた計４つのイモネジ５６の先端によって挟み込まれることによって、固定されている。なお、図１７の状態からプリズム５２及び対物レンズ５３を取り除いた状態を示す図２１に見られるように、ベースプレート５４の凹部５４ａの底には、プリズム５２を固定した場合にその透過面５２ａに対して接眼レンズ５１が配置される位置に、円形の鏡筒固定ネジ孔５４ｅが開けられている。
【００３５】
上述した鏡筒５５は、外周面に雄ねじが切られている円筒形状を有しており、ベースプレート５４の鏡筒固定ネジ孔５４ｅにねじ込まれて固定されているとともに、その内部に、接眼レンズ５１を保持している。なお、鏡筒５５の外径は、眼鏡レンズ４４の貫通孔４４ａの内径よりも、若干小さい。従って、鏡筒５５の先端は、眼鏡レンズ４４の貫通孔４４ａを貫通することができる。
【００３６】
また、上述したフード５７は、対物レンズ５３の外径と同じ内径を有する半円筒形状を有しており、その後端縁が対物レンズ５３の平面の外縁に接するようにして、対物レンズ５３のコバにおける接眼レンズ５５から離れた側の半周に、接着されている。このフード５７により、対物レンズ５３の入射瞳の外側を通る光がプリズム２に入射して、その反射透過面５２ｂから透過面５２ａへ直接抜けることが、防止される。フード５７は、手術で用いる場合、手術室の照明灯からの直接光が対物レンズ５３に入射しないために用いる。
【００３７】
次に、図１４乃至図１６に戻り、上述した構成を有するルーペユニット６の眼鏡レンズ４４への取り付け方法について説明する。先ず、組立作業者は、ルーペユニット６の鏡筒５５を、眼鏡レンズ４４の貫通孔４４ａに、その外面側から内面側へ貫通させる。次に、眼鏡レンズ４４の内面から突出した鏡筒５５の先端に、リングネジ５６を、螺合させる。このリングネジ５６は、その内面に雌ねじが着られた断面矩形のリングであり、貫通孔４４ａの内径よりも大きい外径を有している。従って、リングネジ５６を鏡筒５５に対して螺合させると、ベースプレート５４とリングネジ５６との間に眼鏡レンズ４４が挟み込まれ、鏡筒５５が眼鏡レンズ４４から抜け落ちないようになる。
【００３８】
上述した眼鏡レンズ４４の貫通孔４４ａの位置，並びに、鏡筒５５の中心軸の向き（即ち、接眼レンズ５１の光軸の向き）及び鏡筒５５の回転角（即ち、対物レンズ５３の光軸の向き）は、術者の視線方向との関連において、以下のように決定される。図２２及び図２３は、夫々、図１４及び図１５からプリズム５２，ベースプレート５４，鏡筒５５，リングネジ５６及びフード５７を省略して、術者の眼球Ｉを加えた図である。また、図２４及び図２５は、図１６に、術者の眼球Ｉから発する視線（一点鎖線）ｌを書き加えた図である。
【００３９】
この双眼光学装置は、図２４に示されるように、術者が顔をやや前に傾けて視線ｌを水平に向けた場合には、望遠ルーペ光学系（接眼レンズ５１，プリズム５２，対物レンズ５３）を介して、近距離にある物体２００を拡大観察できるとともに、図２５に示されるように、その状態から、顔自体を動かすことなく眼球Ｉのみを下方へ（例えば、37.18°）回転させることによって、視線ｌを斜め下方へ向けた場合には、眼鏡レンズ４４のみを介して（通常の眼鏡として）同一の物体２００を観察できるように、構成されている。従って、眼鏡レンズ４４の貫通孔４４ａの位置は、上下方向（図２２における上下方向）においては、眼鏡レンズ４４の中心よりも若干上に偏った位置となっており、左右方向（図２３における左右方向）においては、術者の各眼球Ｉの中心と観察対象物体の位置（例えば、術者の顔面から４０ｃｍ前方の位置）とを結ぶ線上となっている。そして、鏡筒５５の軸の方向（即ち、接眼レンズ５１の光軸の向き）は、各貫通孔４４ａの中心から術者の各眼球の中心に向かう方向へ、向けられている。これにより、術者の眼幅Ｗと物体距離に対応する輻輳角θが実現されるので、自然な観察を可能にすることができる。
【００４０】
この輻輳角θは、両プリズム５２，５２によって各接眼レンズ５１，５１の光軸が折り曲げられて対物レンズ５３，５３と同軸となった後においても維持されていなければならない。従って、各プリズム５２，５２は、両対物レンズ５３，５３の光軸同士が上記輻輳角θをなすように、その透過面５２ａを含む面内で傾けられる。ただし、双眼視による左右の像の回転を合わせるために、輻輳角θを変化させる場合もある。
【００４１】
以上のように各望遠光学系が各眼鏡レンズ４４に対して位置決めされた状態で、各鏡筒５５と各貫通孔４４ａとの間に接着剤が流し込まれることによって、左右のルーペユニット６，６が夫々眼鏡レンズ４４，４４に固定される。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の双眼光学装置によれば、望遠ルーペ光学系を構成する接眼レンズ５１と対物レンズ５３との間において、プリズム５２が光軸を複数回折り曲げることによって、対物レンズ５３と同軸となる光軸を観察者から見て下方へ偏向させている。そのため、術者は、自分の首を前方に傾けることによって自分の顔を処置対象部位に対向させなくても、視線を、その処置対象部位に向けることができる。しかも、その際に、眼球Ｉの向きは、顔の正面に対して相対的に若干上げるだけで済む。従って、自らの頸椎部を痛めることなく、また、眼球Ｉを不自然な方向へ向けることによって疲労することなく、術者は、長時間にわたって、手術台上に横たわった患者に対する処理を行うことができる。
【００４３】
しかも、本第２実施形態では、眼鏡レンズ４４の下半分にはルーペユニット６が存在していないので、術者は、眼球Ｉを若干下方へ回転させて視線を下げるだけで、それまで望遠ルーペ光学系を介して拡大観察（比較的高倍率での観察）していた観察対象物を、眼鏡レンズ４４を介して通常観察（比較的低倍率での観察）することができる。このように、本第２実施形態において眼球Ｉを回転するだけで観察倍率を切り替えることができるのは、第１実施形態のプリズム２２と同形状のプリズム５２を、その最も面積が狭い面（即ち、透過面５２ａ）を眼鏡レンズ４４の外面と略平行となるように配置することによって、観察者の眼球Ｉから見たルーペユニット６の見かけの大きさを小さくし、眼鏡レンズ４４の上半分のみを占めさせるに止め、眼鏡レンズ４４の下半分を通常観察用に確保できたことに、拠る。
【００４４】
比較のため、従来の双眼光学装置を使用して観察倍率の切換えて観察を行う場合の状態を、図３１及び図３２に示す。上述した発明が解決しようとする課題において説明したように、従来の双眼光学装置を用いて観察対象物２００を拡大観察する場合には、図３１に示すように、術者は、顔をやや前に傾けた状態から、更に、眼球を下方へ（約37.18°）回転させて、視線ｌを下方へ向けなければならない。しかも、この状態からの観察対象物２００を通常観察するには、図３２に示すように、術者は、顔を更に（約17.31°）前方に傾けることによって、ルーペ１０２が占めていない眼鏡レンズ１０３の上半分に、観察対象物２２を入れなければならない。このように従来の双眼光学装置を用いて通常観察をしようとすると、拡大観察する場合に比べても更に、観察者の頸椎に負担が掛かってしまうのである。
【００４５】
【実施形態３】
本実施形態は、第１実施形態において用いられていたルーペユニット３を、第２実施例のように、眼鏡レンズ７４の上半分に取り付けたものである。
【００４６】
図２６は、第１実施形態における図１３，並びに、第２実施形態における図２４及び図２５に、夫々対応する図面である。この図２６に示されるように、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、プリズム２２における最も面積が大きい反射透過面２２ａが眼鏡レンズ７４の外表面に対して略平行になるようにルーペユニット３が配置されるので、観察者の眼球Ｉから見たルーペユニット３の見かけの大きさが大きくなる。そこで、眼鏡レンズ７４のみを通した通常観察のための領域を確保するために、眼鏡レンズ７４の貫通孔７４ａは、第２実施形態における眼鏡レンズ４４の貫通孔４４ａよりも、上方に偏った位置に開けられている。そして、このような位置に開けられた貫通孔７４ａにその鏡筒２５を挿入させた状態で、ルーペユニット３は、眼鏡レンズ７４に固定されているのである。
【００４７】
本実施形態によると、ルーペユニット３の見かけ上の大きさが第２実施形態よりも大きくはなるものの、眼鏡レンズ７４の下方に、ルーペユニット３によって占められていない通常観察用の領域が確保されている。従って、第２実施形態の場合よりも眼球Ｉの必要回転角は大きくなるものの、観察者の頭自体を動かすことなく、眼球Ｉのみを回転させて視線方向を上下に振ることによって、望遠ルーペ光学系を通じた拡大観察と、眼鏡レンズ７４を通じた通常観察とを、切り替えることができる。
【００４８】
本実施形態におけるその他の構成及び作用は、上述した第１実施形態と全く同じであるので、その説明を省略する。
【００４９】
【実施形態４】
本実施形態は、第２実施形態を変形させた例である。
【００５０】
図２７は、第２実施形態における図２４及び図２５に対応する図面である。この図２７に示されるように、本実施形態においては、第２実施形態による双眼光学装置に、反射鏡８０及びハーフミラー８１が追加されている。反射鏡８０は、通常観察時における観察者の視線ｌを直角に上方へ折り曲げるように、図示せぬステーによって眼鏡レンズ４４の外側に取り付けられている。ハーミラー８１は、反射鏡８０によって折り曲げられた観察者の視線ｌと対物レンズ５３の光軸との交点において、観察者の視線Ｉを対物レンズ５３の光軸と同軸になるように折り曲げるために、図示せぬステーによってルーペユニット６に取り付けられている。
【００５１】
従って、本実施形態によると、拡大観察時と通常観察時とで、同一観察対象物を同じ方向から観察することができる。
【００５２】
本実施形態におけるその他の構成及び作用は、上述した第２実施形態と全く同じであるので、その説明を省略する。
【００５３】
【実施形態５】
本実施形態は、第１実施形態を、第２実施形態のように、観察者の眼球Ｉを回転させて視線方向を上下に振るだけで拡大観察と通常観察とを切り替えることができるように、変形した例である。
【００５４】
図２８は、第１実施形態における図１３に対応する図面である。この図１３に示されるように、本実施形態においては、第１実施形態による双眼光学装置に、一対の反射鏡９０，９１が追加されている。反射鏡９０は、眼鏡レンズ１４の中央を通過した観察者の視線ｌを、４５°弱の角度で、後方斜め上方へ折り曲げるように、図示せぬステーによって眼鏡レンズ１４に固定されている。また、反射鏡９１は、反射鏡９０によって折り曲げられた視線Ｉを、約４０ｃｍ先において、ルーペユニット３の対物レンズ２３の光軸と交差するように折り曲げるために、図示せぬステーによって眼鏡レンズ１４に取り付けられている。
【００５５】
従って、本実施形態によると、第１実施形態の構成をベースとしていながらも、観察者の頭自体を動かすことなく、眼球Ｉのみを回転させて視線方向を上下に振ることによって、望遠ルーペ光学系を通じた拡大観察と、眼鏡レンズ１４を通じた通常観察とを、切り替えることができる。
【００５６】
本実施形態におけるその他の構成及び作用は、上述した第１実施形態と全く同じであるので、その説明を省略する。
【００５７】
【変形例】
上述した各実施形態において、光軸偏向光学系としては、プリズムの代わりに、その２枚の反射面と等価な位置に配置された２枚の反射鏡が用いられても良い。
【００５８】
また、本実施形態では、拡大光学系としてガリレオ式の望遠ルーペ光学系が用いられているので、光軸偏向光学系としては、光軸に対して光線を反転させることなく光軸を折り曲げるための偶数枚の反射面を有するプリズムが、採用されている。この拡大光学系としては、対物レンズによる実像が一旦形成されるケプラー式望遠光学系が用いられても良い。その場合には、接眼光学系と対物光学系との間に像反転光学系が必要になるが、その像反転光学系としてのプリズム又は反射鏡が光軸偏向光学系として用いられても良い。
【００５９】
さらに、対物光学系が接眼光学系に対して同軸に配置されるとともに、この対物光学系の前方に、光軸偏向光学系としてのプリズム又は反射鏡が配置されても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による双眼光学装置によると、術者の視線が下方へ折り曲げられる。従って、術者は、自分の首をあまり前方へ傾ける必要がないので自らの頸椎部を痛めることがなく、また、眼球をあまり下方へ向ける必要もないので目が疲れることもない。よって、長時間の手術が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態による双眼光学装置の正面図
【図２】 双眼光学装置の平面図
【図３】 双眼光学装置の要部側面図
【図４】 ルーペユニットの正面図
【図５】 ルーペユニットの平面図
【図６】 ルーペユニットの側面図
【図７】 図４におけるVII−VII線に沿った断面図
【図８】 望遠ルーペ光学系の構成を示す光学構成図
【図９】 プリズム内の光軸を直線化して展開した望遠ルーペ光学系の展開図
【図１０】 ベースプレートの正面図
【図１１】 図１からベースフレーム等を省略して示す正面図
【図１２】 図２からベースフレーム等を省略して示す平面図
【図１３】 図３からベースフレーム等を省略して示す側面図
【図１４】 本発明の第２実施形態による双眼光学装置の正面図
【図１５】 双眼光学装置の平面図
【図１６】 双眼光学装置の要部側面図
【図１７】 ルーペユニットの正面図
【図１８】 ルーペユニットの一部断面平面図
【図１９】 ルーペユニットの側面図
【図２０】 望遠ルーペ光学系の構成を示す光学構成図
【図２１】 ベースプレートの正面図
【図２２】 図１４からベースフレーム等を省略して示す正面図
【図２３】 図１５からベースフレーム等を省略して示す平面図
【図２４】 拡大観察時の状態を示す概略側面図
【図２５】 通常観察時の状態を示す概略側面図
【図２６】 本発明の第３実施形態による双眼光学装置の概略斜視図
【図２７】 本発明の第４実施形態による双眼光学装置の概略斜視図
【図２８】 本発明の第５実施形態による双眼光学装置の概略斜視図
【図２９】 従来の双眼光学装置を用いて手術を行う術者の姿勢を示す図
【図３０】 従来の双眼光学装置の要部断面図
【図３１】 従来における拡大観察時の状態を示す概略側面図
【図３２】 従来における通常観察時の状態を示す概略側面図
【符号の説明】
２， ５ 眼鏡
３， ６ ルーペユニット
１１，４１ テンプル
１４，４４ 眼鏡レンズ
２１，５１ 接眼レンズ
２２，５２ プリズム
２３，５３ 対物レンズ
２４，５４ ベースプレート
２５，５５ 鏡筒

Claims (6)

1. 観察者の左右の眼によって夫々覗かれる一対の光学系が観察者の頭部に固定可能なフレームに取り付けられてなる双眼光学装置であって、
   前記各光学系は、
   前記フレームが観察者の頭部に固定された場合に当該観察者の前方へ向く方向へ光軸を向けた状態で前記フレームに取り付けられた接眼光学系と、
   前記フレームが観察者の頭部に固定された場合にその光軸が前記接眼光学系の光軸に対して傾斜するように配置された対物光学系と、
   その透過面を垂直に貫いた前記接眼光学系の光軸を、複数回折り曲げることによって、前記フレームが固定された観察者の視線方向に対して偏向させることによって前記対物光学系の光軸と同軸にするように前記対物光学系に対して固定されたプリズムである光軸偏向光学系と
   からなり、
   両光学系の対物光学系と前記偏向光学系とは、前記透過面を含む面内で夫々傾けられている
   ことを特徴とする双眼光学装置。
2. 前記一対の光学系は、夫々、前記対物光学系が正のパワーを有するとともに前記接眼光学系が負のパワーを有するために、全体としてガリレオ式の望遠ルーペ光学系を構成し、
   前記光軸偏向光学系は、全体として光線を光軸に対して反転させることなく反射させる２枚の反射面を有している
   ことを特徴とする請求項１記載の双眼光学装置。
3. 前記光軸偏向光学系は、前記接眼光学系の光軸を、前記フレームが固定された観察者の視線方向に対して下方へ偏向させる
   ことを特徴とする請求項１記載の双眼光学装置。
4. 前記光学系は、前記フレームが固定された観察者の正面から見た場合に、その観察者の目に対して、前記光軸偏向光学系によって前記接眼光学系の光軸が偏向される向きとは逆の向きにずれた位置に配置されるように、前記フレームに取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の双眼光学装置。
5. 前記フレームは、観察者の頭部に装着される眼鏡フレームである
   ことを特徴とする請求項１又は４記載の双眼光学装置。
6. 前記各光学系は、前記眼鏡フレームに取り付けられた左右の眼鏡レンズに固定されている
   ことを特徴とする請求項５記載の双眼光学装置。

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